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大连机场1月2日暴雪过程分析

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摘要:2012年1月2日大连出现了一次强降雪过程,降雪持续了一天时间,总积雪深度为10cm,达到了暴雪的强度。本文利用NCEP再分析资料,对这次强降雪过程进行天气学分析和诊断分析,得出如下结论:通常在强冷空气影响下,水汽主要来自于中层的水汽的输送,产生降雪的持续时间短,短时强度较大;而2日的冷空气强度适中,中层水汽条件差,但渤海海域成为了降雪的主要水汽供应源,产生的降雪具有持续时间长,降雪总量大,短时降雪强度大等特点。

关键词:大连地区;强降雪;水汽供应

中图分类号:P426.63+4 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2012)-11-0182-2

辽东半岛三面环海,渤海、渤海海峡和黄海北部海域对大连四季的天气过程具有不同程度的影响。在冬季,海表温度高于陆地温度,所以大连的冬季降雪过程受四周的海域影响更为明显。冷性低云降雪就是一种典型的大连地区受海域影响的降雪。早在上世纪70年代,王文辉等[1]就对我国暴雪形成机制进行分析。李洪业等[2]对1981~1990年烟台50个月的降雪资料进行统计分析表明,当冷空气快速南下流经黄海、渤海海域时,由于下垫面海温作用,底层大气增温、增湿,层结处于不稳定,有利于对流运动的产生、发展,易在山东半岛北部沿海地区产生较大的冷流降雪。地处辽东半岛南部的大连与山东半岛北部隔海相望,相同地理位置使其动机的降雪有相似的形成机制。王鑫等[3]对大连冷性低云降雪进行分析,得出关于大连一般性的冷性低云预报经验,梁军等[4]对大连地区的一次区域暴雪的特征进行分析和数值模拟,从高低层环流形势解释产生强降雪的原因。但有关大连地区的非冷性低云降雪的研究中,渤海、黄海等海域对降雪的水汽供给情况很少有人做研究。本文利用NCEP再分析资料本文利用NCEP再分析资料,对2012年一月份的一次强降雪过程进行分析,着重研究冷空气强度与水汽来源的问题。

1 天气概况

在1月2日白天,14:20至15:20期间出现零星小雪天气,伴有少量300米低云。晚间降雪开始于晚上19:51,开始降雪时为中雪;在20:35时,降雪加强为大雪,能见度降低为300米,并伴有120米的低云,大雪持续到20:50后又减弱为中雪,其后降雪强度一直维持在小到中雪的强度,能见度在1000米左右,直到3日凌晨01:50结束。从04:00开始本场又开始有断断续续的小雪,一直维持到3日15:30下午结束。本次降雪总积雪深度为10cm,达到暴雪标准。

本次降雪过程风向风速变化如下:2日白天风向以北到偏北风2米每秒左右,下午14:00左右转为西南风3米每秒左右,在降水开始时(20:00左右)风向渐变为偏西风,后又逐渐转为西到西北风,在晚间23:00后,转为偏北风,风速略有加强,在24:00出现最大平均风速为7米每秒;在3日,风向为北风,风速为3~8米每秒。

从上面的时间来看,这次过程的冷空气过境的时间为2日夜间,降雪开始时间均较大的提前于冷空气袭来之前,而强降雪时间出现于风向转变之前,另外,从单站的风的强度变化和温度变化上,能够明显的看出这次过程的冷空气并不是很强。

2 天气学分析

根据降雪强度最强出现的时间点,选取了1月2日晚20:00点的东亚高空天气图和地面天气图(数据资料来源于NCEP再分析资料),如图1所示。

500hPa高空图上,东亚天气形势成一槽一脊分布,贝加尔湖上空存在一高压脊,东亚大槽处于调整阶段,可分为东西两段,东段是移除的东亚大槽,较为强盛;西段偏弱,为从极涡中补充冷空气新生成的浅槽,低压中心位于内蒙东部,冷空气中心略落后于低压中心7个经度,等温线较为稀疏,低压槽附近等温线与等压线交角明显,预示着该低涡后续还会有发展;涡度平流不明显,表示低压槽移动性不强;在没有后续冷空气补充的情况下,该冷涡将继续发展,待发展成熟后,将会通过后续的长波调整融入东部槽,并在偏西位置重新建立东亚大槽。

850hPa高空图(图略)与500hPa高空图相似。新疆以北地区为一高压控制,而在日本以东地区则为一较强的气旋性环流中心,本场及整个华北地区均处于西高东低气压形势控制,等压线以南北走向为主,且比较稀疏。除辽东半岛处存在弱的西到西南气流,整个中国中东部地区均为西北气流控制。

地面天气图中大连本场盛行风向为西北风,且正处于风向转变的过程中,大的形势下,本场处于高压前部,但在高压前沿的渤海地区形也可以分析出稍弱的低压的形势。

综合上述分析,从天气尺度来讲,2日晚间20点的高低空温压配置属于较弱的冷空气入侵。但实际上该日的降雪强度,和持续时间都比较强,而且总积雪深度达10cm,已经达到暴雪的标准。以上分析未考虑渤海、黄海等海域对大连降水的水汽输送与供给,下面我们针对水汽输送做诊断分析。

3 诊断分析

大连位于辽东半岛南部,东北方向为陆地,而其他个方向均为海域,对本场天影响很大,给预报带来很大的困难。由于天气系统多为自西向东移动,所以大连的天气情况受渤海影响更为巨大。在冬季,当有较强干冷空气自大陆一如黄、渤海时,受底层的动力和热力不稳定,常常会有将洋面的热量和水汽通过湍流作用传输给底层的现象,常使底层的热量和水汽重新分布,所以渤海在降雪的形成和维持的作用上,是必须考虑的。

从图2可以看到,在2日20时,700hPa的水汽通量的主要输送区域移经大连的下游地区,该层次后续不具有给大连提供水汽的条件;而在低层,从950hPa的通量来看,在低层有很好的水汽条件,连续几个时次的图例分析也表示,950hPa的水汽通量高值区移动性不强,由于底层的水汽输送距离短,那么就表示底层的水汽来源于该地区的海面。2日白天的降水是由700hPa的水汽供应的,降雪量很少,而后降雪停止,晚间的降雪重新开始,水汽来源主要来自于底层水汽的输送。